aluminiumlegering 7050 poeder is een zeer sterke lucht- en ruimtevaartlegering die ook in poedervorm verkrijgbaar is voor additieve productie en andere poedermetallurgische toepassingen. Met zink en magnesium als primaire legeringsmiddelen vertoont deze legering uit de 7xxx-serie superieure mechanische eigenschappen, ideaal voor kritische structurele componenten.
Overzicht van aluminiumlegering 7050 poeder
| Eigendom | Beschrijving |
|---|---|
| Legering | AA7050 |
| UNS-nummer | A97050 |
| NL Benaming | EN AW-7050 |
| Primaire legeringselementen | Zink (Zn), Magnesium (Mg), Koper (Cu) |
| Kracht | Hoge sterkte-gewichtsverhouding |
| Treksterkte | Tot 570 MPa (T651-temperatuur) |
| Opbrengststerkte | Tot 500 MPa (T651-temperatuur) |
| Breuktaaiheid | Ongeveer 33 MPa√m (T7351-temperatuur) |
| Vermoeidheid Sterkte | Ongeveer 310 MPa bij 107 cycli (T7351-temperatuur) |
| Corrosieweerstand | Goed |
| Warmtegeleiding | Hoog |
| Bewerkbaarheid | Goed |
| Toepassingen | |
| Lucht- en ruimtevaart | Structurele cascocomponenten, landingsgestel, raketten https://am-material.com/news/7050-aluminium-alloy-powder-in-3d-printing/ |
| Automobiel | Wielen, draagarmen, aandrijflijnonderdelen https://am-material.com/news/7050-aluminium-alloy-powder-in-3d-printing/ |
| Industrieel | Robotica, gereedschapsmallen en armaturen, instrumentatie https://am-material.com/news/7050-aluminium-alloy-powder-in-3d-printing/ |
| Marien | Propellers, aandrijfassen, pompen, kleppen https://am-material.com/news/7050-aluminium-alloy-powder-in-3d-printing/ |
| Poederproductiemethoden | Gasverneveling, plasmaverneveling, cryomilling https://am-material.com/news/7050-aluminium-alloy-powder-in-3d-printing/ |
Soorten aluminium 7050 poeder
Gebaseerd op de productiemethode en kenmerken, omvatten veel voorkomende Al7050-poedervariëteiten:
| Type | Beschrijving | Deeltjesgrootte | Morfologie | Schijnbare dichtheid |
|---|---|---|---|---|
| Gas verneveld | Verneveling van inert gas levert bolvormig poeder op | 15-45 µm | Afgerond | ~1,6 g/cc |
| Water verneveld | Het afbreken van de smelt door water vormt onregelmatige deeltjes | 15-100 µm | Gekarteld, poreus | ~1,2 g/cc |
| Plasma verneveld | Glad, bolvormig nano-tot-micronpoeder uit plasma | 5-45 µm | Zeer bolvormig | ∼2 g/cc |
| Mechanisch gelegeerd | Hoogenergetisch kogelmalen mengt en verfijnt poeder | 15-100 µm | Gekartelde, samengestelde deeltjes | ~1,8 g/cc |
Op basis van de uiteindelijke applicatiemethode wordt een geschikte kwaliteit gekozen. Kleinere formaten onder de 100 micron zorgen voor een betere poederbeddichtheid en printresolutie.
Samenstelling van aluminiumlegering 7050 poeder
Als structurele legering voor de lucht- en ruimtevaart is de samenstelling van 7050:
| Element | Gewicht % | Rol |
|---|---|---|
| Zink | 5.7 – 6.7% | Belangrijk legeringselement, verbetert de sterkte door neerslag |
| Magnesium | 1.9 – 2.6% | Versterkingselement, vormt MgZn2-neerslag |
| Koper | 2.0 – 2.6% | Helpt bij het verfijnen van mechanische eigenschappen |
| Ijzer | ≤0,15% | Onzuiverheidsniveau laag gehouden |
| Silicium | ≤0,12% | Onzuiverheidselement |
| Chroom | ≤0,04% | Alleen aanwezig als sporen van onzuiverheid |
| Mangaan | ≤0,05% | Laag gehouden als onzuiverheid |
| Aluminium | Evenwicht | Basiselement |
opzettelijke toevoegingen van zilver, lithium of andere elementen worden soms gebruikt om de eigenschappen van poeder te wijzigen.
aluminiumlegering 7050 poeder Eigenschappen
Belangrijkste eigenschappen van Al7050-legeringspoeder geschikt voor additieve productie:
Fysieke eigenschappen
| Eigendom | Waarde |
|---|---|
| Dikte | 2,83 g/ cm3 |
| Smeltpunt | ~635°C |
| Warmtegeleiding | 130 W/mK |
| Specifieke warmtecapaciteit | 0,88 J/gK |
| Elektrische weerstand | ~4,5 μΩ-cm |
| CTE | 23 μm/mK |
| Kleur | Donkergrijs tot zwart |
Lage dichtheid in combinatie met sterkte maakt Al7050 geschikt voor de ruimtevaart- en luchtvaartsector, waardoor gewichtsbesparingen mogelijk zijn.
Mechanische eigenschappen
| Eigendom | Zoals afgedrukt | Warmtebehandeld |
|---|---|---|
| Treksterkte | ≥450 MPa | ≥570 MPa |
| Opbrengststerkte | ≥400 MPa | ≥500 MPa |
| Verlenging | ~8% | ~10% |
| Hardheid | ~150 VPN | ~195 VPN |
| Vermoeidheid Sterkte | 100 MPa | 230 MPa |
Gecontroleerde warmtebehandeling met lage spanning ontwikkelt een optimale neerslagmicrostructuur die de mechanische prestaties verbetert.
Prestatiekenmerken
| Parameter | Waarde | Eenheid |
|---|---|---|
| Sterkte-gewichtsverhouding | Hoog | MPa/(g/ cm3 ) |
| Stijfheid-gewichtsverhouding | Hoog | GPa/(g/ cm3 ) |
| Corrosieweerstand | Goed | – |
| Lasbaarheid | Eerlijk | – |
| Geleidbaarheid | Uitstekend | %IACS |
| Prestaties bij hoge temperaturen | Goed | – |
Deze kenmerken maken Al7050 geschikt voor commerciële en defensielucht- en ruimtevaarttoepassingen.
Productie van aluminiumlegering 7050 poeder
| Proces | Beschrijving |
|---|---|
| Verneveling | Gesmolten 7050-legering wordt in de verstuiver gevoerd. Inert gas (meestal stikstof) of plasmastraal wordt gebruikt om het vloeibare metaal in fijne druppeltjes op te breken. Druppeltjes stollen snel tot bolvormige poederdeeltjes vanwege de hoge verhouding tussen oppervlak en volume. Er bestaan verschillende technieken, waaronder: Gasverstuiving (GA) – Meest gebruikelijke methode voor de productie van 7050-poeder. Plasma Atomisatie (PA) – Biedt een fijnere controle van de deeltjesgrootte. |
| Frezen | Optionele stap om de deeltjesgrootte en morfologie verder te verfijnen, doorgaans gebruikt voor poeders geproduceerd door GA. Bij mechanisch malen worden maalmedia gebruikt om de gewenste deeltjeseigenschappen te bereiken. Cryomilling – Een gespecialiseerd maalproces dat wordt uitgevoerd bij lage temperaturen om oxidatie te minimaliseren en de poederstroom te verbeteren. |
| Zeven/classificatie | Poeder wordt gescheiden in fracties van specifieke grootte met behulp van zeven of classificatoren. Zorgt voor een consistente deeltjesgrootteverdeling voor een optimale stroom en verpakking in Additive Manufacturing (AM)-processen. |
| Mengen (optioneel) | Poeders uit verschillende batches mengen om uniforme chemie en eigenschappen te bereiken. |
| Kwaliteitscontrole | Poeder wordt uitvoerig getest om er zeker van te zijn dat het voldoet aan strikte specificaties voor: Chemische samenstelling Deeltjesgrootteverdeling Morfologie (vorm) Vloeibaarheid Vochtgehalte Zuurstofgehalte |
| Belangrijkste poederkenmerken | Beschrijving | Belang voor AM |
|---|---|---|
| Deeltjesgrootteverdeling | Verdeling van poederdeeltjesgroottes. | Heeft invloed op de pakkingsdichtheid, de vloeibaarheid en de eigenschappen van het uiteindelijke onderdeel. Het typische gewenste bereik voor 7050 AM is 15-63 micron. |
| Morfologie | Vorm van de poederdeeltjes. | Bolvormige deeltjes bieden een betere stroombaarheid en pakking in vergelijking met onregelmatige vormen. |
| Samenstelling legering | Specifieke percentages elementen in het poeder. | Bepaalt de mechanische eigenschappen, corrosieweerstand en andere kenmerken van het laatste onderdeel. 7050-poeder bevat doorgaans zink (6%), magnesium (2%) en koper (2,3%) als belangrijke legeringselementen. |
| Schijnbare dichtheid | Bulkdichtheid van het poeder. | Heeft invloed op de uiteindelijke dichtheid van het afgedrukte onderdeel. |
| Vloeibaarheid | Gemak waarmee poeder vloeit. | Gemeten aan de hand van het Hall-debiet. Cruciaal voor uniforme laagvorming in AM-processen. |
| Vochtgehalte | Hoeveelheid vocht die door het poeder wordt opgenomen. | Minimaliseert poederoxidatie tijdens opslag en AM-verwerking. Typisch onder 0,1% voor 7050-poeder. |
Toepassingen van aluminiumlegering 7050 poeder
| Toepassingen | Eigenschappen gewenst |
|---|---|
| Lucht- en ruimtevaart (inclusief vliegtuigconstructies, landingsgestellen en onderdelen van ruimtevaartuigen) | Hoge sterkte, breuktaaiheid, vermoeidheidssterkte |
| Automotive (inclusief wielen, motoronderdelen en carrosseriepanelen) | Hoge sterkte, lichtgewicht |
| Sportartikelen (waaronder honkbalknuppels, fietsframes en golfclubs) | Hoge sterkte, goede weerstand tegen vermoeidheid |
| Militaire toepassingen (inclusief bepantsering, wapens en voertuigen) | Hoge sterkte, lasbaarheid |
| Vormen en bewerken (vanwege de goede maatvastheid en slijtvastheid) | Dimensionale stabiliteit, slijtvastheid |
| Elektronica (vanwege de goede elektrische geleiding) | Elektrische geleiding |
| Cryogene toepassingen (vanwege de goede sterkte bij lage temperaturen) | Sterkte bij lage temperaturen |
| Maritieme toepassingen (vanwege de goede corrosieweerstand) | Corrosieweerstand |
| Medische toepassingen (vanwege de biocompatibiliteit) | Biocompatibiliteit |
| Constructie (vanwege de hoge sterkte-gewichtsverhouding) | Hoge sterkte-gewichtsverhouding |
aluminiumlegering 7050 poeder Specificaties
Aluminiumlegering 7050 poederspecificaties
| Eigendom | Beschrijving | Typische waarde | Eenheden |
|---|---|---|---|
| Chemische samenstelling | Aluminiumlegering 7050-poeder is een zeer sterke aluminiumlegering die verschillende sleutelelementen in specifieke verhoudingen bevat. | Aluminium (Al): Evenwicht Zink (Zn): 5.7 – 6.7% Magnesium (Mg): 2.0 – 2.6% Koper (Cu): 2.0 – 2.5% Andere elementen (Si, Fe, Mn, Cr, Ti, Zr): ≤ 0,15% totaal |
wt% |
| Deeltjesmorfologie | De vorm en oppervlaktekenmerken van de poederdeeltjes beïnvloeden hun stroombaarheid, pakkingsdichtheid en bedrukbaarheid. | Bolvormig of bijna bolvormig | |
| Deeltjesgrootteverdeling | De grootte van de poederdeeltjes speelt een cruciale rol bij het bepalen van de oppervlakteafwerking, mechanische eigenschappen en algehele kwaliteit van het uiteindelijke gedrukte onderdeel. | Meestal aangeboden in verschillende maten, zoals 15-45 μm, 45-100 μm of 100-150 μm. Voor specifieke toepassingen kunnen smallere maatverdelingen gewenst zijn. |
urn |
| Schijnbare dichtheid | Dit verwijst naar de bulkdichtheid van het poeder, rekening houdend met de ruimtes tussen de deeltjes. | Ongeveer 2,6 – 2,8 g/cm³ | g/cm³ |
| Tik op Dichtheid | Tapdichtheid vertegenwoordigt de dichtheid van het poeder na een gestandaardiseerd tapproces om holtes te minimaliseren. | Iets hoger dan de schijnbare dichtheid, doorgaans rond 3,0 – 3,2 g/cm³ | g/cm³ |
| Vloeibaarheid | Een goede vloeibaarheid is essentieel voor een gelijkmatige poederafzetting bij additieve productieprocessen. | De sferische morfologie en de juiste deeltjesgrootteverdeling dragen bij aan een goede vloeibaarheid. | |
| Mechanische eigenschappen (gesmeed equivalent) | Hoewel de exacte eigenschappen kunnen variëren afhankelijk van het productieproces en de nabewerkingstechnieken, biedt 7050 aluminiumpoeder over het algemeen uitstekende mechanische eigenschappen die vergelijkbaar zijn met gesmeed (bulk) 7050 aluminium. | Opbrengststerkte: 415 – 475 MPa Treksterkte: 500 – 570 MPa Rek: 12 – 18% |
MPa, % |
Cijfers
Volgens MPIF 35-normen op basis van deeltjesgrootte:
| Cijfer | Deeltjesgrootte |
|---|---|
| Ultrafijn | 1 – 20 μm |
| Zeer fijn | 15 - 45 μm |
| Prima | 25 – 75 μm |
| Relatief grof | 53 – 105 μm |
Ultrafijn en zeer fijn Al7050 geschikt voor lasergebaseerde fusie.
Normen
- ASTM B233 – Standaard voor aluminiumpoeder en -vlokken voor thermisch spuiten
- MPIF 35 – Standaard voor aluminium- en aluminiumlegeringspoeders
- ISO 22053 – Bepaling van de deeltjesgrootte van metaalpoeders die worden gebruikt voor additieve productie
Prijzen van aluminiumlegering 7050 poeder
Representatieve prijzen, 2023:
| Cijfer | Prijs |
|---|---|
| Ultrafijn | $45 - $55 per kg |
| Zeer fijn | $35 – $50 per kg |
| Prima | $18 – $35 per kg |
| Ruw | $12 – $25 per kg |
Hogere sfericiteit, kleinere en nauwere poedergroottes zorgen voor premium prijzen.
Voor- en nadelen van aluminiumlegering 7050 poeder
| Pluspunten | Nadelen |
|---|---|
| Grote sterkte: Aluminiumlegering 7050-poeder beschikt over uitstekende sterkte-eigenschappen, die beter zijn dan die van andere veelgebruikte aluminiumlegeringen voor additieve productie zoals 6061 of 7075. Dit maakt het geschikt voor toepassingen die een hoog draagvermogen vereisen, zoals lucht- en ruimtevaartcomponenten of structurele onderdelen. | Beperkte ductiliteit: Vergeleken met sommige andere aluminiumlegeringen vertoont 7050-poeder een lagere taaiheid, wat betekent dat het een verminderd vermogen heeft om plastisch te vervormen voordat het breekt. Dit kan een nadeel zijn voor toepassingen die enige mate van flexibiliteit of buigbaarheid vereisen. |
| Goede corrosiebestendigheid: 7050 aluminiumpoeder biedt een goede weerstand tegen corrosie, vooral voor toepassingen in zoutwateromgevingen. De aanwezigheid van zink en magnesium in de legering draagt bij aan deze verbeterde corrosieprestaties. | Vereisten voor nabewerking: Om de optimale mechanische eigenschappen van 7050 aluminium te bereiken, vereisen onderdelen die zijn geprint met 7050-poeder vaak nabewerkingsstappen zoals heet isostatisch persen (HIP). Dit voegt complexiteit en kosten toe aan het productieproces. |
| Lichtgewicht: Zoals alle aluminiumlegeringen biedt 7050-poeder een aanzienlijk gewichtsvoordeel ten opzichte van zwaardere materialen zoals staal of titanium. Dit maakt hem ideaal voor gewichtskritische toepassingen in de lucht- en ruimtevaart-, automobiel- en andere industrieën. | Hogere kosten: Poeder van aluminiumlegering 7050 kan duurder zijn dan sommige andere aluminiumpoeders vanwege de extra elementen in de legering en de potentiële behoefte aan gespecialiseerde productieprocessen. |
| Uitstekend lasbaar: 7050 aluminiumpoeder vertoont een goede lasbaarheid, waardoor 3D-geprinte onderdelen kunnen worden samengevoegd of hybride structuren kunnen worden gecreëerd die additief vervaardigde componenten combineren met traditioneel vervaardigde elementen. | Anisotropie: Net als bij andere metaallegeringspoeders kunnen onderdelen die zijn bedrukt met 7050-poeder anisotrope eigenschappen vertonen. Dit betekent dat hun mechanische sterkte kan variëren afhankelijk van de printrichting. Zorgvuldige ontwerpoverwegingen zijn nodig om dit effect te verzachten. |
| Eigenschappen op maat: De specifieke eigenschappen van 7050 aluminiumpoeder kunnen worden beïnvloed door aanpassingen in het productieproces, zoals poedervernevelingsparameters en warmtebehandelingstechnieken. Dit maakt een zekere mate van maatwerk mogelijk om de gewenste kenmerken voor een bepaalde toepassing te bereiken. | Veiligheidsmaatregelen: Poeder van aluminiumlegering 7050 kan, zoals de meeste metaalpoeders, veiligheidsrisico's opleveren tijdens het hanteren. Goede ventilatie, persoonlijke beschermingsmiddelen en het naleven van veiligheidsprotocollen zijn essentieel om risico's te minimaliseren. |
aluminiumlegering 7050 poeder Leveranciers
Prominente Al7050-poederfabrikanten zijn onder meer:
| Bedrijf | Plaats |
|---|---|
| Alpoco | Groot-Brittannië |
| AMC-poeders | Duitsland |
| Metaalpoeders maken | Groot-Brittannië |
| Sandvik Visarend | Groot-Brittannië |
| PyroGenesis | Canada |
| TLS-techniek | Duitsland |
Deze en secundaire LPF-machineleveranciers leveren toepassingsspecifieke Al7050-poederpartijen aan industriële kopers.
Veelgestelde vragen
| Vraag | Antwoord |
|---|---|
| Wat is aluminiumlegering 7050 poeder? | Bolvormig gas- of waterverstoven poeder van de 7xxx-serie ruimtevaartlegering met primaire legeringstoevoegingen van zink en magnesium |
| Waar wordt 7050-legeringspoeder voor gebruikt? | Additieve productie van lichtgewicht structurele componenten voor luchtvaart-, automobiel- en maritieme toepassingen |
| Wat is de typische samenstelling van Al7050-poeder? | ∼6% zink, ∼2,5% magnesium, ∼2,4% koper uitgebalanceerd door aluminium plus sporenelementen zoals Fe, Si, Mn. |
| Wat zijn de verschillende varianten van Al7050-poeder? | Gasverneveld, waterverneveld, plasmaverneveld en mechanisch gelegeerd poeder |
| Wat zijn de eigenschappen van Al7050-legeringspoeder? | Dichtheid – 2,83 g/ cm3 ; treksterkte – meer dan 500 MPa; hardheid – 150 tot 200 VPN; uitstekende sterkte-gewichtsverhouding; matige corrosieweerstand |
| Wat is de typische deeltjesgrootte van Al7050-poeder voor additieve productie? | 15 tot 45 micron geclassificeerd in zeer fijne kwaliteit |
| Moet Al7050-poeder voor gebruik worden gedeoxideerd of sferoïdiseerd? | Het is wenselijk om een zuurstofgehalte van minder dan 50 tot 100 ppm te hebben; sfericiteit boven 0,9 heeft de voorkeur |
| Is Al7050 gevaarlijk tijdens hantering en opslag? | Er zijn geen grote gevaren, maar inademing van fijn poeder kan irritatie van de luchtwegen veroorzaken |
Samenvatting
Met een krachtige mix van hoge sterkte, respectabele breuktaaiheid en matige corrosieweerstand vertoont de aluminium 7050-legering aantrekkelijke eigenschappen van non-ferropoederopties voor additieve productie. Zorgvuldige aandacht voor poederkwaliteit en recycleerbaarheid belooft uitzonderlijke structurele prestaties tijdens gebruik zodra componenten worden verwerkt via de nieuwste generatie grote poederbedsystemen.
Naarmate aluminiumlegeringen breder geaccepteerd worden in de luchtvaart-, raketbouw- en premium automobielsector, zal Al7050-poeder de productie van complexe lichtgewicht vormen en roosters leiden die tot nu toe niet levensvatbaar waren, waardoor nieuwe niveaus van functionaliteit worden ondersteund.
